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Solucionar el problema del carbón de China
Cuando William Latta llegó por primera vez a China, en 2005, tenía la intención de buscar empresas para adquirir para el gigante francés de la energía Alstom. Terminó creando el suyo propio.
Sabía que el mercado ambiental se iba a desarrollar, dice Latta. Creía que podíamos hacer algo sobre el problema de la contaminación de China y crear un negocio rentable haciéndolo.
La empresa que fundó Latta, LP Amina, utiliza derivados del amoníaco llamados aminas para reducir la contaminación de las chimeneas de las plantas de carbón, en particular los óxidos de azufre y los óxidos de nitrógeno. LP Amina se unió a una serie de empresas que en la primera década de este siglo emprendieron un programa fundamental para el futuro del mundo: limpiar la vasta y sucia industria del carbón de China.
Es una tarea monumental y urgente. China es el mayor productor y consumidor de carbón del mundo, y cada año quema tanto como el resto del mundo combinado. De acuerdo a un estudio publicado por primera vez en la revista médica La lanceta , 1,2 millones de personas mueren prematuramente cada año a causa de la contaminación del aire en China. Se trata de la población de Dallas que muere cada año, principalmente a causa del carbón. La contaminación del aire puede hacer que grandes ciudades como Beijing y Shanghái sean casi inhabitables, y las gigantescas minas de carbón del interior han devastado miles de kilómetros cuadrados.
Un camión cargado de carbón en Beijing el verano pasado.
Eso no es noticia. Lo que se entiende menos, al menos en Occidente, es que compañías como LP Amina han tenido éxito en gran medida, y el impulso del gobierno para controlar la contaminación del aire de las plantas de carbón está progresando. Los niveles de contaminación en muchas de las principales ciudades de China cayeron de 2013 a 2014, según Greenpeace, y se redujeron en casi otro tercio en el primer trimestre de 2015. Los niveles de PM 2.5, las partículas mortales que contribuyen al enfisema y otras enfermedades respiratorias, cayó un 31 por ciento en la provincia de Hebei, que incluye el área metropolitana de Beijing, según cifras gubernamentales recopiladas por el grupo ambientalista. Los cielos de Beijing, Shanghái y Shenzhen, las megaciudades costeras más afectadas por el smog del carbón, no son exactamente azules, pero se están volviendo menos grises. LP Amina y sus competidores se están convirtiendo en víctimas de su propio éxito. Nuestro negocio es definitivamente más lento: este año tendremos la mitad del tamaño que teníamos el año pasado, dice Latta.
En gran medida, las mejoras provienen de las medidas enérgicas del gobierno contra la quema de carbón para calentar el hogar y el cierre de pequeñas y sucias plantas de carbón cerca de las principales ciudades. También se deben al despliegue generalizado de depuradores y otras tecnologías anticontaminantes que durante mucho tiempo han sido estándar en Occidente. Según algunas estimaciones, cerca del 90 por ciento de las plantas de carbón en China ahora tienen controles básicos de contaminación. En cuanto a los contaminantes convencionales en los gases de combustión, para 2020 el nivel de cumplimiento en China será igual al de EE. UU. o Europa, dice Latta.
Ese es un logro ambiental importante, y uno que no ha recibido suficiente atención en la prensa occidental. Pero deja atrás un desafío más profundo: los gases de efecto invernadero, que no se ven afectados por los depuradores y otras tecnologías de control de la contaminación ampliamente disponibles. Si piensa en todo lo que sucedió hasta alrededor de 2013 como la fase 1 de la gran limpieza del carbón de China, ahora estamos en la fase 2: la conversión del carbón en gas natural sintético o gas de síntesis. Continuar reduciendo la contaminación requerirá que el país tome medidas difíciles, como implementar la captura de carbono y reducir significativamente el uso de carbón.
La gran pregunta ahora es, ¿qué sucede con el CO2? pregunta Lata.
Auge del carbón a gas
La importancia de esa pregunta se vuelve evidente cuando recorres la industria del carbón en la provincia de Shanxi, en el norte de China, cerca de la frontera con Mongolia Interior, como hice en 2014 mientras investigaba para mi libro. Guerras del carbón . Allí, debajo de las crestas trazadas por los restos de la Gran Muralla, cientos de pequeñas y sucias minas de carbón todavía abastecen a gigantescas plantas alimentadas con carbón que escupen millones de toneladas de dióxido de carbono a la atmósfera cada año. El programa del gobierno central para cerrar plantas de carbón en el este, cerca de la costa, ha hecho poco por las del interior. De hecho, la industria del carbón en el oeste y el norte está preparada para una expansión espectacular durante la próxima década, según el plan quinquenal más reciente.
Una imagen satelital del smog relacionado con el carbón en el norte de China en diciembre de 2013.
En la limpieza del carbón de China, los años desde principios de la década de 2000 hasta alrededor de 2012 fueron el período de desulfuración, lo que limita la liberación de contaminantes convencionales y PM 2.5, el material que mata a las personas directamente. Ahora estamos en la era de la gasificación.
Eso se refiere al proceso de convertir carbón sólido en gas de síntesis, que se compone de hidrógeno, monóxido de carbono y dióxido de carbono. El gas de síntesis puede quemarse para producir electricidad o convertirse en productos petroquímicos. Lo que es prometedor desde un punto de vista ambiental es que el carbono se puede capturar y eliminar antes de que se procese el gas, aunque las plantas de gas de síntesis generalmente no hacen esto ahora.
No es una tecnología nueva: cortados de los suministros de petróleo en la Segunda Guerra Mundial, los nazis fabricaron combustible líquido a partir del carbón a través de gas de síntesis para mantener en funcionamiento sus jeeps y tanques, pero ahora se considera que la gasificación es el camino inmediato a seguir para la asediada industria del carbón de China. El gobierno ha anunciado planes para docenas de plantas de gasificación de carbón en las provincias de Mongolia Interior y Shanxi y Xinjiang; se espera que suministren combustible líquido para vehículos, etileno para plantas petroquímicas y otros productos. Según la Administración Nacional de Energía, la producción alcanzará los 50.000 millones de metros cúbicos de gas de síntesis al año para 2020. Eso sería 25 veces más que la producción de 2014.
El apoyo del gobierno, junto con la creciente demanda de derivados del gas de síntesis, provocó una fiebre por la tierra a partir de 2005 cuando las grandes empresas estatales comenzaron la construcción de plantas de conversión de carbón en gas expansivas y concebidas apresuradamente. Ese auge inicial fue un fracaso épico, según Bobby Wang, líder de marketing de productos para gasificación en GE Power & Water en China. Las primeras plantas no pudieron competir con los productos fabricados con gas natural barato en el Medio Oriente.
El frenesí ha dado paso a un enfoque más mesurado. Ahora, las empresas de energía chinas, incluidos los principales proveedores de carbón, han formado empresas conjuntas con GE y empresas estadounidenses más pequeñas, como LP Amina, Synthesis Energy Systems y Summit Power, para construir plantas financieramente viables destinadas a suministrar gas de síntesis para la generación de energía, productos petroquímicos, calor para procesos industriales, y más. Eventualmente, las calderas para producir electricidad en estas plantas utilizarán la tecnología de ciclo combinado de gasificación integrada (IGCC), la forma más eficiente de gasificar y quemar carbón. Una vez que estos gasificadores de última generación están desbloqueando los hidrocarburos del carbón mineral, dice Jason Crew, director ejecutivo de Summit Power, con sede en Seattle, puede hacer todo tipo de cosas, incluida la limpieza del carbono.
Sin embargo, muchas de las plantas de carbón a gas que se instalarán en las áridas provincias del norte y oeste de China quemarán lignito, el lignito de baja calidad que abunda en China y el sudeste asiático, que para los ecologistas es el tipo de carbón sucio y de bajo costo. combustible energético que deberíamos dejar en el suelo. Y los beneficios ambientales de la gasificación del carbón están en disputa: según un informe de Greenpeace, que analizó el ciclo de vida completo de la gasificación desde la extracción hasta el uso final, el programa de carbón a gas de China podría agregar millones de toneladas de dióxido de carbono a la atmósfera durante la próxima década, poniendo los objetivos de reducción de carbono detallados en el acuerdo sobre cambio climático de noviembre de 2014 entre Barack Obama y el presidente chino Xi Jinping fuera de su alcance.
Sin embargo, una serie de proyectos binacionales de investigación y desarrollo bien financiados y proyectos de demostración están tratando de hacer que las plantas de conversión de carbón en gas emitan menos carbono.
El gobierno chino ha tomado medidas enérgicas contra el uso de carbón para calentar el hogar.
Uno de estos proyectos no está planificado para Mongolia Interior sino para la zona petrolífera del oeste de Texas. Respaldado por una subvención de $450 millones de la Iniciativa de Energía de Carbón Limpio del Departamento de Energía de EE. UU., el Proyecto de Energía Limpia de Texas combinaría una planta IGCC de 400 megavatios con una instalación que produce urea para fertilizantes, además de un sistema de captura de carbono que eliminaría el 90 por ciento del dióxido de carbono producido (alrededor de dos millones de toneladas al año) y utilizarlo para la recuperación mejorada de petróleo en los pozos de petróleo de la Cuenca Pérmica. Junto con Summit Power, las empresas participantes incluyen a Siemens, CH2M Hill y una unidad de ingeniería y construcción del gigante energético estatal China National Petroleum Corporation. Con un costo proyectado de más de $1.700 millones, el proyecto de Texas sería la planta de carbón más avanzada jamás construida.
La novedad de lo que estamos haciendo es que la captura de CO2 es un subproducto del proceso; básicamente, lo haces de forma gratuita, dice Latta.
Ese es un escenario optimista, y probablemente aún falten décadas. El hecho es que la mayoría de los proyectos de captura de carbono para plantas de carbón se han estancado o han sido abandonados. GreenGen, un prototipo de IGCC alardeado en Tianjin que se concibió como la primera planta de captura de carbono a gran escala del país, se ha visto acosado por múltiples retrasos durante sus 10 años de historia y recientemente se redujo. Incluso si el proyecto de Texas tiene éxito, será un modelo viable solo en unos pocos lugares donde haya demanda del carbono capturado. Y como muy pronto, la planta prototipo no se completará hasta 2018. En última instancia, la forma más probable de que China continúe su progreso en el control de la contaminación puede ser simplemente quemando menos carbón.
Columpio sorprendente
En los Estados Unidos, la proporción de energía generada a partir del carbón ha caído por debajo del 40 por ciento y es probable que siga bajando porque el gas natural barato es muy abundante. La perspectiva de una reducción similar en China parecía, hasta hace poco, remota.
Sorprendentemente, gracias a una economía en desaceleración, un cambio hacia industrias más livianas y que consumen menos energía, y una campaña contra los pequeños quemadores de carbón sin licencia, el consumo de carbón en China cayó casi un 2 por ciento en 2014, según el Instituto de Economía Energética y Análisis Financiero, incluso cuando la economía creció un 7,4 por ciento, la primera caída de este tipo en décadas. Un informe de Greenpeace publicado en mayo encontró que el consumo de carbón cayó un 8 por ciento en los primeros cuatro meses de 2015 en comparación con el mismo período del año anterior. Si esa tendencia continúa durante todo el año, representaría la mayor reducción anual registrada en el uso de carbón y CO2 en cualquier país. Como muestra la revolución del gas de esquisto de EE. UU., los cambios drásticos en el consumo de energía pueden ocurrir de forma repentina e inesperada. Invertir miles de millones en plantas de carbón limpias, caras y futuristas puede terminar pareciendo, para los historiadores de la energía del futuro, como tirar dinero bueno tras malo.
El argumento que la industria del carbón siempre trata de hacer es pintar una imagen en la que el carbón es fundamental para el crecimiento económico, dice Bruce Nilles, director del programa de la campaña Beyond Coal del Sierra Club. Solían decir eso de los Estados Unidos, y ahora las cosas se están moviendo rápidamente en la otra dirección. Ahora, su último aliento es tratar de crear una sensación de inevitabilidad de que el carbón se quemará durante otros 50 años en países en desarrollo como China. Pero se basa en premisas falsas.
Esta historia se actualizó el 24 de julio para corregir una estimación de la cantidad de tierra que se ha visto afectada por la minería del carbón y la generación de energía a base de carbón en China. Ahora lee miles de millas cuadradas en lugar de millones.